ในสายตาของหลายคนการพิมพ์ 3 มิติเป็นเครื่องพิมพ์ที่สามารถพิมพ์วัตถุสามมิติได้ เช่นเดียวกับแอนิเมชั่น "Ma Liang" ที่เราเห็นเมื่อเราเป็นเด็กสิ่งที่เราต้องการในใจของเราแปรงสามารถกลายเป็นความจริงได้ มันก็แค่แปรงของหม่าเหลียงเป็นเพียงความปรารถนาของยูโทเปีย การถือกําเนิดของเครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถเติมเต็มความปรารถนาของ "ปากกาวิเศษของหม่าเหลียง"
เรารู้สึกประหลาดใจที่ได้เห็นจากข่าวที่ว่านาซ่าใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติในการผลิตกล้องโทรทรรศน์ภาพทั้งหมด Local Motors ผลิตรถพิมพ์ 3 มิติคันแรกและประสบความสําเร็จในการวางไว้บนท้องถนนและ Pi-Top กลายเป็นโน้ตบุ๊กพิมพ์ 3 มิติเครื่องแรกของโลก คอมพิวเตอร์เจเนอรัลอิเล็คทริคได้ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์เจ็ทและเครื่องพิมพ์ 3 มิติจาก American 3D Systems สามารถพิมพ์ลูกอมและเครื่องดนตรีได้ มันดูไม่เข้าท่าเลยเหรอ?
ในความเป็นจริงชื่อมืออาชีพระหว่างประเทศสําหรับการพิมพ์ 3 มิติคือ "การผลิตสารเติมแต่ง" การพิมพ์ 3 มิติคือการพิมพ์ทีละชิ้นแล้วซ้อนทับเข้าด้วยกันเพื่อเป็นวัตถุสามมิติ พูดง่ายๆก็คือคะแนนจะถูกกองเป็นใบหน้าจากนั้นใบหน้าจะถูกกองเป็นเอนทิตี
ดังนั้นเครื่องพิมพ์ 3 มิติ "แสงในตัว" นี้มาจากไหน? คุณอยากไปที่ไหน?
แนวคิดของการพิมพ์ 3 มิติปรากฏขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ในปี 1892 นักวิชาการชาวอเมริกัน Blanther เสนอแนวคิดในการใช้การปั้นเรียงซ้อนเพื่อสร้างแผนที่ภูมิประเทศในที่สาธารณะเป็นครั้งแรก แนวคิดในการซ้อนชั้นบาง ๆ เพื่อสร้างวัตถุสามมิติยังเป็นแนวคิดการผลิตหลักของการพิมพ์ 3 มิติ
อย่างไรก็ตามมันไม่ได้จนกระทั่ง 1984, 92 ปีต่อมาที่ Michael Feygin เสนอเทคโนโลยีการผลิตวัตถุชั้น (การผลิตวัตถุลามิเนต, LOM สําหรับระยะสั้น) LOM ใช้วัสดุแผ่นบางเลเซอร์และกาวร้อนละลายเพื่อสร้างวัตถุ Feygin ก่อตั้ง Helisys ในปี 1985 พยายามทําการค้าและปรับ LOM ให้เป็นอุตสาหกรรม ใช้เวลาห้าปีในการพัฒนารุ่นเชิงพาณิชย์ LOM-1015 รุ่นแรกประมาณปี 1990
อย่างไรก็ตามเพียงสองปีต่อมาในปี 1986 ชาร์ลส์ดับเบิลยูฮัลล์ชาวอเมริกันได้บุกเบิกวิธีที่ไม่เหมือนใครและคิดค้นเทคโนโลยีสเตอริโอลิเธียเตอร์ (Stereo Lithography, SLA) ได้รับสิทธิบัตร ฮัลล์ยังได้พัฒนารูปแบบไฟล์ STL ทั่วไปในขณะนี้ ในปีเดียวกัน Charles W. Hull ได้ก่อตั้งระบบ 3 มิติและในปี 1988 ได้เปิดตัวเครื่องพิมพ์เชิงพาณิชย์ SLA-250 เครื่องแรกสําหรับประชาชนซึ่งเหนือกว่า Helisys ในอีกสองปีข้างหน้า
นอกจากนี้ในปี 1988 เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติใหม่ได้รับการพัฒนา Scott Crump คิดค้นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่ถูกกว่า: เทคโนโลยีการสร้างแบบจําลองการสะสมแบบหลอมรวม (FDM) และก่อตั้ง Stratasys ในปี 1989 Stratasys เปิดตัวเทคโนโลยีที่ใช้ FDM ครั้งแรกหลังจากก่อตั้งมา 3 ปี (1992) เครื่องพิมพ์อุตสาหกรรม 3 มิติเป็นเครื่องหมายเวทีเชิงพาณิชย์ของเทคโนโลยี FDM สองยักษ์ใหญ่ในด้านการพิมพ์ 3 มิติได้เริ่มโผล่ออกมา
ในปี 1989 C. R. Dechard แห่งมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสตินได้คิดค้นเทคโนโลยี SLS (การเผาด้วยเลเซอร์แบบเลือก) เทคโนโลยี SLS คือการอุ่นผงให้มีอุณหภูมิต่ํากว่าจุดหลอมเหลวเล็กน้อยจากนั้นทําให้ผงแบนลงใช้ลําแสงเลเซอร์ภายใต้การควบคุมคอมพิวเตอร์เพื่อเลือกชั้นเผาโดยชั้นตามข้อมูลของหน้าตัดชั้นแล้วลบออกหลังจากการเผาทั้งหมด ผงส่วนเกินและในที่สุดก็ได้รับชิ้นส่วนที่ถูกเผา
ในปี 1992 DTM เปิดตัวอุปกรณ์การผลิตเชิงพาณิชย์ Sinter Sation ของกระบวนการ SLS
ในปี 1993 สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) Emanual Sachs ได้รับสิทธิบัตรเทคโนโลยี 3DP (การพิมพ์สามมิติการพิมพ์สามมิติ) ซึ่งใช้วัสดุผงเช่นผงเซรามิกและผงโลหะ ความแตกต่างจาก SLS คือผงวัสดุไม่ได้ถูกเผา เชื่อมต่อ แต่ผ่านหัวฉีดด้วยกาว (เช่นซิลิกาเจล) เพื่อยึดเกาะผงให้เป็นรูปร่าง มันได้รับอนุญาตให้ Z Corporation ในปี 1995 (ซื้อโดยระบบ 3 มิติในปี 2012)
ในปี 1995 บริษัท EOS สัญชาติเยอรมันได้เปิดตัวเทคโนโลยีการเผาด้วยเลเซอร์โลหะโดยตรง DMLS (การเผาด้วยเลเซอร์โลหะโดยตรง) ที่สามารถใช้การพิมพ์โลหะและเครื่องพิมพ์ EOSINT M 250 ซึ่งเป็นความก้าวหน้าในวัสดุการพิมพ์ 3 มิติ
ในปี 1996 ระบบ 3 มิติ Stratasys และ Z Corporation (ต่อไปนี้จะเรียกว่า ZCorp) แต่ละคนเปิดตัวอุปกรณ์สร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วรุ่นใหม่ ตั้งแต่นั้นมาการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วได้กลายเป็นที่นิยมมากขึ้นเรียกว่า "การพิมพ์ 3 มิติ"
ในปี 1998 Optomec ประสบความสําเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยีการเผาด้วยเลเซอร์ LENS
ในปี 2000 Objet ได้ปรับปรุงเทคโนโลยี SLA โดยใช้การตรวจจับแสงอัลตราไวโอเลตแบบบูรณาการและเทคโนโลยี Droplet Jet เพื่อปรับปรุงความแม่นยําในการผลิตอย่างมาก
ในปี 2001 Solido ได้พัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติเดสก์ท็อปรุ่นแรก
ในปี 2005 Z Corp เปิดตัวเครื่องพิมพ์ 3 มิติสี 3 มิติที่มีความแม่นยําสูงเครื่องแรกของโลก Spectrum Z510 ทําให้การพิมพ์ 3 มิติยอดเยี่ยมและมีสีสันนับตั้งแต่นั้นมา
ในปี 2008 เอเดรียน โบว์เยอร์ อาจารย์อาวุโสของมหาวิทยาลัยยุ้งฉางในสหราชอาณาจักร ได้ริเริ่มโครงการเครื่องพิมพ์ 3 มิติโอเพนซอร์สในปี 2005 ซึ่งเป็นเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบโอเพนซอร์สรุ่นแรก RepRap เปิดตัวโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบจําลองตัวเอง เป้าหมายของโครงการคือการสร้างประชาธิปไตยการผลิตทางอุตสาหกรรมเพื่อให้ทุกคนทั่วโลกสามารถพิมพ์ชุดประกอบ RepRap ได้ในราคาที่ต่ําจากนั้นใช้เครื่องพิมพ์เพื่อทําสิ่งจําเป็นในชีวิตประจําวัน
ในปี 2009 Bre Pettis นําทีมไปพบ บริษัท เครื่องพิมพ์ 3 มิติเดสก์ท็อปที่มีชื่อเสียง─ MakerBot เครื่องพิมพ์ MakerBot มีต้นกําเนิดมาจากโครงการโอเพ่นซอร์ส RepRap MakerBot จําหน่ายชุด DIY และผู้ซื้อสามารถประกอบเครื่องพิมพ์ 3 มิติได้ด้วยตัวเอง
ในเดือนธันวาคม 2010 Organovo ซึ่งเป็น บริษัท วิจัยเวชศาสตร์ฟื้นฟูที่มุ่งเน้นเทคโนโลยีการพิมพ์ชีวภาพได้เปิดเผยทรัพยากรข้อมูลแรกสําหรับการพิมพ์หลอดเลือดที่สมบูรณ์โดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ชีวภาพ
ในปี 2011 เครื่องบินพิมพ์ 3 มิติเครื่องแรกของโลกซึ่งเป็นรถพิมพ์ 3 มิติเครื่องแรกของโลก Urbee ซึ่งเป็นเครื่องพิมพ์ช็อคโกแลต 3 มิติเครื่องแรกของโลกทองคํา 14K และเครื่องพิมพ์ 3 มิติมาตรฐานของวัสดุเงินสเตอร์ลิงพิมพ์เครื่องพิมพ์ 3 มิติพัฒนาและผลิตทีละเครื่อง
ในเดือนกันยายน 2012 Stratasys และ Objet ของอิสราเอลซึ่งเป็นบริษัทการพิมพ์ 3 มิติชั้นนําทั้งสองแห่งประกาศการควบรวมกิจการ ชื่อ บริษัท ที่รวมกันจะยังคงเป็น Stratasys สร้างความเป็นผู้นําของ Stratasys ในอุตสาหกรรมการพิมพ์ 3 มิติและการผลิตดิจิทัลที่เติบโตอย่างรวดเร็ว ในปีเดียวกัน ZCorporation ถูกซื้อกิจการโดย 3D Systems และ บริษัท ที่รวมกันกลายเป็น บริษัท แรกที่สามารถให้บริการแพลตฟอร์มที่ครอบคลุมด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่หลากหลายเนื้อหา 3 มิติและบริการออกแบบ 3 มิติ
ในเดือนมีนาคม 2015 Carbon3D ของสหรัฐอเมริกาได้เปิดตัวเทคโนโลยีการบ่มด้วยแสงใหม่ - การผลิตอินเทอร์เฟซของเหลวอย่างต่อเนื่อง (CLIP): ใช้ออกซิเจนและแสงเพื่อดีดโมเดลออกจากวัสดุเรซินอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีนี้เร็วกว่าเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติในปัจจุบัน 25-100 เท่า
ในทางกลับกันในประเทศจีนการพิมพ์ 3 มิติยังคงอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาเทคโนโลยี ในเวลาเดียวกันเนื่องจากข้อ จํากัด ทางเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติยังคงมีส่วนร่วมน้อยลงในรูปแบบธุรกิจใหม่ ตลาดการพิมพ์ 3 มิติทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นวัตถุดิบการพิมพ์ 3 มิติต้นน้ําการผลิตเครื่องพิมพ์ 3 มิติกลางน้ําบริการการพิมพ์ 3 มิติปลายน้ําและการฝึกอบรมด้านเทคนิคอุปกรณ์ต่อพ่วง
ตามวัตถุดิบที่แตกต่างกันที่ใช้เทคโนโลยี 3 มิติสามารถแบ่งออกเป็นการพิมพ์ 3 มิติโลหะการพิมพ์ 3 มิติโพลีเมอร์การพิมพ์ 3 มิติเซรามิกการพิมพ์ 3 มิติทางชีวภาพ ในหมู่พวกเขาเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติโลหะส่วนใหญ่เป็นเกรดอุตสาหกรรมและอุปสรรคของมันสูงกว่าการพิมพ์ 3 มิติโพลีเมอร์ ในขณะที่เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเซรามิกและชีวภาพยังคงอยู่ในสถานะของการวิจัยและพัฒนา
สรุปแล้วเครื่องพิมพ์ 3 มิติรุ่นแรกเกิดในช่วงกลางและปลายทศวรรษที่ 1980 ส่วนใหญ่เป็นการพิมพ์โมเดลพัฒนาแม่พิมพ์และการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว เครื่องพิมพ์ 3 มิติรุ่นที่สองได้พัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีความแม่นยําสูงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการบินและอวกาศ เครื่องพิมพ์ 3 มิติรุ่นที่สามอาจเกิดในอีก 10 ปีข้างหน้า ภายใต้พื้นหลังของการผลิตอัจฉริยะเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติถูกรวมเข้ากับเทคโนโลยีขั้นสูงอื่น ๆ เช่นข้อมูลขนาดใหญ่ Internet of Things การประมวลผลแบบคลาวด์หุ่นยนต์วัสดุอัจฉริยะ ฯลฯ เพื่อเป็นการผลิตอัจฉริยะจํานวนมาก บางส่วนของแพลตฟอร์ม